bioetanolo da mais (dry-mill)
bioethanol from corn (dry-mill)
Filiera bioetanolo (~120 Mt/y mondiale): macinazione mais → liquefazione α-amilasi → saccarificazione glucoamilasi → fermentazione lievito → distillazione + disidratazione mol-sieve a etanolo anidro 99.5%. Output blendstock E10/E85, DDGS mangime.
Diagramma di flusso
flowchart LR
cornMilling["macinazione mais a umido + slurry"]
starchLiquefaction["liquefazione amido (α-amilasi)"]
saccharification["saccarificazione (glucoamilasi)"]
ethanolFermentation["fermentazione etanolica"]
ethanolDistillationDehy["distillazione + disidratazione setacci"]
s_cornStarch(["amido di mais (substrato)"]):::role_rawMaterial
s_cornStarch --> cornMilling
s_water(["acqua"]):::role_utility
s_water --> cornMilling
s_cornStarchSlurry(["slurry amido di mais macinato"]):::role_intermediate
cornMilling --> s_cornStarchSlurry
s_cornStarchSlurry --> starchLiquefaction
s_alphaAmylase(["enzima alfa-amilasi"]):::role_catalyst
s_alphaAmylase --> starchLiquefaction
s_alphaAmylase -.-> starchLiquefaction
s_dextrins(["destrine (amido liquefatto)"]):::role_intermediate
starchLiquefaction --> s_dextrins
s_dextrins --> saccharification
s_glucoamylase(["enzima glucoamilasi"]):::role_catalyst
s_glucoamylase --> saccharification
s_glucoamylase -.-> saccharification
s_glucose(["glucosio"]):::role_intermediate
saccharification --> s_glucose
s_glucose --> ethanolFermentation
s_yeastBiomass(["biomassa lievito (S. cerevisiae)"]):::role_catalyst
s_yeastBiomass -.-> ethanolFermentation
s_ethanolCrude(["birra (brodo fermentato ~10% etanolo)"]):::role_intermediate
ethanolFermentation --> s_ethanolCrude
s_carbonDioxide(["carbon dioxide"]):::role_byproduct
ethanolFermentation -.-> s_carbonDioxide
s_ddgsByproduct(["DDGS (residui essiccati distillazione)"]):::role_byproduct
ethanolFermentation -.-> s_ddgsByproduct
s_ethanolCrude --> ethanolDistillationDehy
s_ethanol(["bioetanolo anidro"]):::role_finalProduct
ethanolDistillationDehy --> s_ethanol
classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003
classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030
classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333
classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642
classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444
classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033
classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506
classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima
prodotto finale
intermedio
sottoprodotto
scarto
utility
catalizzatore
⛏️ miniera
--> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine
Unit Operation
🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica
| Operazione | Consuma | Produce | Catalizzatore | Equipment | CO₂eq | Resa |
| ⚙️ macinazione mais a umido + slurry |
amido di mais (substrato), acqua | slurry amido di mais macinato |
— | macinatore a umido |
0.05 | — |
| ⚙️ liquefazione amido (α-amilasi) |
slurry amido di mais macinato, enzima alfa-amilasi | destrine (amido liquefatto) |
enzima alfa-amilasi | vasca di liquefazione |
0.10 | — |
| ⚙️ saccarificazione (glucoamilasi) |
destrine (amido liquefatto), enzima glucoamilasi | glucosio |
enzima glucoamilasi | fermentatore biologico |
0.05 | — |
| 🧪 fermentazione etanolica |
glucosio | birra (brodo fermentato ~10% etanolo) |
biomassa lievito (S. cerevisiae) | fermentatore biologico |
0.30 | — |
| ⚙️ distillazione + disidratazione setacci |
birra (brodo fermentato ~10% etanolo) | bioetanolo anidro |
— | colonna beer-still + rectifier, setacci molecolari per disidratazione |
0.25 | — |
Reazioni chimiche bilanciate
| Operazione | Equazione bilanciata | ΔH |
| fermentazione etanolica |
C6H12O6 -> 2 C2H6O + 2 CO2 |
-67.0 kJ/mol |
Ruolo delle sostanze in questa filiera
Condizioni operative
| Operazione | Temperatura | Pressione | Atmosfera |
| macinazione mais a umido + slurry |
40–60 °C | atm | air |
| liquefazione amido (α-amilasi) |
85–105 °C | 1.0–2.0 atm | air |
| saccarificazione (glucoamilasi) |
60–70 °C | atm | air |
| fermentazione etanolica |
30–35 °C | atm | anaerobic |
| distillazione + disidratazione setacci |
78–100 °C | 1.0–2.0 atm | inert |
Input energetici
| Operazione | Forma | Energia specifica |
| liquefazione amido (α-amilasi) |
thermal | 0.4 MJ/kg |
| fermentazione etanolica |
thermal | 0.2 MJ/kg |
| distillazione + disidratazione setacci |
thermal | 3.5 MJ/kg |
Supply chain inter-filiera
⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere
- acqua ← acido acrilico → poliacrilato di sodio (SAP), acrilonitrile (SOHIO) + ABS, Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, mangime pellet da DDGS bioetanolo, bisfenolo A da fenolo + acetone, caprolattame a Nylon 6, acido citrico da fermentazione Aspergillus niger, CO2-to-metanolo (idrogenazione catalitica Cu/ZnO/Al2O3), elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), produzione solfato di rame pentaidrato, DPC via carbonilazione ossidativa, epicloridrina da bio-glicerolo (Epicerol), resina epossidica DGEBA, Filiera etilene da steam cracking, formaldeide da metanolo (Formox), biodiesel HVO (drop-in), solfato di idrossilammina (processo DSM HPO), Filiera HCl industriale, acido L-lattico da fermentazione glucosio, Filiera metanolo da syngas, sintesi metilammina (NH3 + MeOH catalitica), produzione molibdeno metallico (arrostimento + riduzione H2), Filiera acido nitrico Ostwald, sintesi N-metilpirrolidone (NMP), fertilizzante organico NPK da digestato, Filiera PET, Filiera acido fosforico wet, PLA da acido L-lattico (ROP), poliuretano via MDI, ossido propilene via HPPO, acido tereftalico purificato da p-xilene, Filiera PVC, cianuro di sodio da processo Andrussow, Filiera soda Solvay, Filiera acciaio DRI-H2 + EAF, recupero zolfo Claus da H2S, Filiera zinco idrometallurgico
➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere
Esplora con SPARQL
Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:
PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
?substance chem:playsRole ?ra .
?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:bioethanolPipeline .
} ORDER BY ?role
Vedi altri esempi SPARQL.
Dereferenziabile: chem:bioethanolPipeline
· ontologia completa
· TTL sorgente